Динамічна сирена

V між б a io к 7/06 ; ДИНАМІЧНА СИРЕНА ; Винахід відноситься до області потужних генераторів звукових коливань, зокрема до динамічних сирен, які використовуються для ви пробувань на акустичну стійкість і втомленість елементів конструк цій наземних об'єктів, а також космічних літальних апаратів і їх ; комплектуючих - командно-вимірювальних комплексів, бортової обчислювальної апаратури, навігаційних приладів. і Відома динамічна сирена, яка містить форкамеру, рупор і корпус, в якому містяться чотири ротори з автономними приводами та 1 вікна для проходу стиснутого повітря крізь сирену /див. А.С. СССР №302741, (} Ю К 7/02, 1969 S Недолік цієї сирени полягає в тому, що вона має складну кон струкцію та невелику потужність збурюемих звукових коливань внаслі док наявності одного ряду повітряних каналів і хаотичного їх пере кривання . Відома також динамічна сирена, яка має рупор і корпус, у яко ( му в підшипниках розміщені вставлені один в другий приводні вали з дисками, що мають різних розмірів і місцезнаходження вікна, статор з вікнами, а також привод з блоком качання частоти (див. патент Ук раїни на корисну модель, №110. £ 10 К 6/06, 1997 ) . і Ця сирена є найбільш близькою до винаходу за технічної суті та досягаемого ефекту. | Недояік відомої сирени полягає в нестабільності спектра гене ! руємого звуку та невеликій звуковій потужності сирени. Нестабільність звукового спектру обумовлена тим, що за умови несинхронного обертання роторів їх вікна, що модулюють повітряний потік, хаотично розміщуються у коловому напрямку, внаслідок чого їх сумарна модулююча функція змінюється, у спектрі з'являються заздале гідь не передбачені провали та перерозподіл середньої потужності , 2 . s процесу за частотою, порущується вимагаєма щільність спектру, j див. Акустичний аурнал, Т.І8, Вип. І, 1972. - СЛ4І-І44 . ; Невелика звукова потужність відомої сирени обумовлена тим, що під час перекриття вікон ротором виникає обмежена кількість повітряних хлопків» які генерують звук. В основу заявяявмого винаходу поставлена задача - збільшити потужність і спектральну стабільність генеруємого сиреною звуку . | Для цього, в сирені, яка має корпус, в котрому розміщені і вставиені один в другий ротори, в дисках котрих відповідно до зада ної функції повітряного потоку виконані різних розмірів та місцезна ходження вікна» статор з відповідними вікнами, а також рупор, згід но до винаходу статор, обладнанний закріпленими на його зовнішньому торці паралельно осі, пружними стержнями, а ротори жорстко скріпле ні між собою для синхронного обертання за допомогою закріплених на їх вихідних кінцях циліндричних фланців, котрі з'єднані між собою ! за умови фіксованого розвороту в коловому напрямку, Виготовлення статора э пружними стержнями призводить до росту потужності звукових коливань внаслідок того, що виходяче іх статора стиснуте повітря, розширюючись, періодично деформує їх у поперечноиу напрямку і вони, в силу своєї пружності, здобувають коливальний рух, додатково цим генеруючи звук, котрий ще більше підсилюється ! внаслідок виникаючих хлопків при зриві повітряного потоку з кромок кінців стержнів. Таким чином, ці звукові коливання, складаючись з коливаннями від пульсації виходячих із статора повітряних струменів, збільшують загальну звукову потужність сирени. І Стабільність спектру генеруемих сиреною звукових коливань досягавться синхронним обертанням роторів, за умови котрого їх сумарна модулююча повітряний потік функція, на відміну від прототипу, у процесі обертання роторів не змінюється, тону що ротори жорстко І зв'язані між собою передбаченими для цієї мети циліндричними фланцями. За умпви фіксованої перестановки фланців досягається зміна су 3. > І марної функції модуляції роторів, у зв'язку з чим надається можливість коректувати структуру спектра звукових коливань у бажаному * напрямку: змінювати його щільність, усувати провали, перерозподіли-' ти середню потужність процесу за складовими і таке інше. і Заявляема динамічна сирена наведена на фіг.І, загальний вид, на фіг.2 - ротори. Сирена налічує корпус І, в котрому розташовані встановлені один в другий ротори 2 і 3, у дисках 4 і 5 котрих відповідно до вимагаємих функцій модуляції повітряного потоку виконані вікна б та 7, а також статор 8 з двома рядами вікон 9, 10 і рупор ТТ. | Статор 8 обладнаний закріпленими на його зовнішньому торці паралельно осі пружними стержнями 12, а ротори 2 і 3 жорстко зв'яза ні між собою за допомогою фланців ІЗ і 14, котрі стягнуті поміж со бою боятами 15 і можуть фіксовано переставлятися в коловому напрям ку. Один з цих фланців використовують також для розміщення на ньому приводного ременя 16. ! Розмір і черга розміщення вікон на роторі і статорі залежать від структури (форми, характеру, виду) бажаного спектру звукових ( коливань і визначаються часовою функцією модуляції повітряного пото ку за відомою методикою (див. Усталостные испытания на высоких частотах нагружения. - К.: Наук.думка, 1979. - С.68-74, або М.И.Карновский. Теория и расчет сирен. Журнал технической физики, 1945, 15, №6. - С.348-364J . Сирена працює слідуючим чином. Повітряний потік під тиском подається крізь патрубок в корпус сирени. Надалі струм стиснутого повітря проходить крізь вікна роторів і статора і через рупор виходить у зовнішнє середовище. При обертанні роторів вікна статора періодично перекриваються, внаслідок чого повітряний потік переривається і в навколишньому середовищі вини кають звукові коливання визначеної потужності і спектрального скяад у . ; 4. t ) } Проходячи вікна статора стиснуте повітря розширюється і викяикае поперечну деформацію закріплених на статорі пружних стержнів 12, які за переривання потоку повітря під дією сия їх пружності, прагнуть зайняти вихідне положення. За пульсації повітря стержні 12 набувають коливального руху, утворюючи коливальний контур "маса- І пружність", і генерують додаткові звукові коливання, котрі підсилю ються повітряними хлопками, які виникають внаслідок зриву потока j повітря з кромок стержнів. Генеруємі стержнями 12 додаткові звукові коливання складаються з коливаннями від пульсацій повітряних струме нів, які виходять із статора, тим самим підвищуючи загальну звукову потужність сирени. і Частота і потужність генеруємих стержнями 12 звукових коливань залежить, за інших однакових умов, від їх форми, розмірів та пружних характеристик матеріалу і визначаються розрахунками чи шляхом експе рименту. Корекція звукового спектру проводиться зміною характеру сумар ної часової функції роторів, для чого роз'єднують вигвинчуванням бол тів 15 фланці 14, ІЗ і повертають ротори 2,3 у коловому напрямку на визначений кут, керуючись формою їх модулюючих функцій. За цим флан ці знову скріплюються болтами 15. Таким чином скеровано змінюється сумарна часова функція роторів, а відповідно виконується корекція звукового спектру сирени. Наприклад, повернувши ротори 2, 3 на 90° /фіг.2) , їх більші вікна перемістяться в одну площину і будуть 1 одночасно генерирувати звук збільшеної потужності, тобто відбудеться перерозподіл середньої звукової потужності. І Отже, перевагою заявляємої сирени у порівнянні з прототипом, є більш висока потужність генеруємих звукових коливань і стабільність їх спектру, а також можливість простим шляхом здійснювати Його скеровану корекцію: змінювати щільність складових, ліквідовувати \ провали, перерозподіляти потужність процесу за складовими спектру. 5. , . Це дозвояяє більш точно і за більших звукових навантажень моделюва ти реальне акустичне випромінювання на випробуваннях в лабораторних умовах елементів конструкцій та більш точно оцінювати ресурс їх ро боти в натурних умовах. Спрощується також конструкція сирени і зручність її використання. j j Винахід може бути застосований для випробування конструкцій літаків, ракет, штучних супутників, бортової апаратури. І \ ДйШІЧНА СіІРЕНА 12 3 4 5 6 8 11 12. 7 3 10 Агтори: Карачун В.В, Тривэйло И.О. Петрик О.В. Гнатейко Н.В. 4